基于标量衍射理论,利用相干叠加的方法,研究了可以产生空心焦场的二元环带相位板。推导了各环带半径应满足的解析表达式,通过数值计算研究了环带半径对空心焦场的影响规律。研究结果表明,在焦平面上,相位板环带半径对旁瓣比和最大光强比的影响较大,对空心焦场半径的影响较小,增加环带数能够减小旁瓣比,增大最大光强比。在轴向上,环带数增加并不能增大最大光强比,环带数和环带半径对旁瓣比和最大光强比的影响较大。对于二元环带相位结构,旁瓣比和最大光强比仅取决于环带半径,和数值孔径无关;在焦面上,空心焦场半径和数值孔径成反比,在轴向上,空心焦场半径和数值孔径的平方成反比。

非线性波导是一种重要的光量子器件。采用马卡梯里近似, 可以近似描述波导的模场分布特征。针对ee-e准相位匹配的周期极化铌酸锂波导, 分析波长为1 064 nm的基波和 532 nm的 二次谐波的基模模场分布。结果表明: 如果波导为嵌入型正方形波导, 基波和二次谐波的光斑基本为圆形, 基波场分布范围较大; 在截面正方形边长为5 μm并且芯区比包层折射率略高002时, 波导就能将两种光波场基本约束在芯区中, 但是这种波导边长为05 μm时约束能力就变得很差; 如果采用芯区与包层折射率差别较大的波导, 芯区边长为05 μm就可以将两种场分布基本约束在芯区中。结果对分析其他类型的非线性波导的模场分布具有指导意义。

The Brownian motion of a polystyrene bead trapped in a time-sharing optical tweezers (TSOT) is numerically simulated by adopting Monte-Carlo technique. By analyzing the Brownian motion signal, the effective stiffness of a TSOT is acquired at different switching frequencies. Simulation results confirm that for a specific laser power and duty ratio, the effective stiffness varies with the frequency at low frequency range, while at high frequency range it keeps constant. Our results reveal that the switching frequency can be used to control the stability of time-sharing optical tweezers in a range.

利用倾斜放置于光镊光路中的旋转玻片对激光束进行斩波可以实现分时复用多光阱。详细讨论了光镊光路中引入玻片后,光阱位置的变化随玻片位置、厚度以及倾斜角度等因素的变化关系。设计了可以加载不同厚度玻片的8孔转盘,通过直流电机带动转盘旋转实现玻片对激光束的机械斩波,进而获得分时复用多光阱。利用分时复用多光阱实现了两个、三个不同大小聚苯乙烯小球的稳定捕获,通过改变玻片倾角可以改变光阱之间的距离,实现对捕获小球距离的控制。给出了分时复用多光阱的初步结果,从实验上证实了方法的可行性。

激光光镊自从1986年发明以来, 作为一种无直接接触、无损伤、可产生和检测微小力以及精确测量微小位移的物理学工具, 在生命科学领域得到了广泛的应用。阐释了光镊的基本原理及其在生命科学研究应用中所涉及的关键技术细节, 总结了近年来光镊技术的新进展。

光镊技术在分子生物学、胶体科学、实验原子物理等领域中具有极其重要的作用, 光镊本身也不断发展并产生许多衍生光镊技术。利用全息元件或空间光调制器(SLM)所形成的全息光镊, 在多粒子操控方面的优势, 为光镊技术走向实用化、规模工业生产打开了新局面, 是目前光镊家族极具活力的成员。简述了全息光镊的原理及典型实验光路, 详细介绍了该技术在众多领域的最新应用进展以及潜在的应用。

报道了掺钛蓝宝石晶体激光放大实验研究,实验中得到最大的单程放大和双程放大增益分别为14.76和26.31,对应双程放大的增益系数为1.81 cm -1,并由此推算出掺钛蓝宝石晶体的增益截面为2.74×10 -19 cm2,饱和能量密度为0.93 J/cm2.并给出不同的泵浦能量密度所对应的最佳放大介质长度。实验表明小信号近似下,放大增益只与泵浦功率密度有关.与注入种子能量无关。实验还测量了掺钛蓝宝石晶体对不同波长种子光的放大增益。

报道了一台自启动、长时间稳定、低功率泵浦的自锁模Ti:蓝宝石激光器和它的高效连续运转的实验结果.实验中观测到53 nm的光谱带宽(FWHM),此谱宽可支持13 fs的激光脉冲.受自相光仪测量仪器的限制,测得的脉宽为24.6 fs,实际脉冲脉宽可能小于20 fs,此激光器在自启动锁模、低功率泵浦时,脉宽小于50 fs,激光器在连续运行时获得0.2 W的泵浦阈值,35％的斜率效率和1.1 W的激光输出(4 W泵浦)。